DE102013224120A1 - METHOD AND DEVICE FOR CONTROLLING SWITCHING IN A MULTI-MODE DRIVE TRAY SYSTEM - Google Patents

METHOD AND DEVICE FOR CONTROLLING SWITCHING IN A MULTI-MODE DRIVE TRAY SYSTEM Download PDF

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Brendan M. Conlon
Jy-Jen F. Sah
Alan G. Holmes
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GM Global Technology Operations LLC
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Abstract

Ein Verfahren zum Betreiben des Antriebsstrangsystems umfasst das Ausführen eines Getriebeschaltens zwischen einem elektrisch verstellbaren Anfangs-Getriebebereich (EVT-Bereich) und einem EVT-Ziel-Bereich. Das Getriebeschalten umfasst das Übergehen in einen Betrieb mit drei Drehzahlfreiheitsgraden, das das Steuern der Drehzahl einer zweiten Drehmomentmaschine, um die Drehzahl einer herankommenden Kupplung, die dem EVT-Ziel-Bereich zugeordnet ist, zu synchronisieren, und das gleichzeitige Steuern der Drehzahlen einer ersten Drehmomentmaschine und einer Kraftmaschine umfasst, um eine bevorzugte Drehzahl des Ausgangselements des Getriebes zu erreichen. Das Getriebeschalten umfasst ferner das Steuern des Drehmomentausgangs von der ersten Drehmomentmaschine in Ansprechen auf eine Ausgangsdrehmomentanforderung, und das Aktivieren der herankommenden Kupplung nach Synchronisieren der Drehzahl der herankommenden Kupplung. Im Anschluss an das Getriebeschalten wird das Antriebsstrangsystem in dem EVT-Ziel-Bereich betrieben.One method of operating the powertrain system includes performing a transmission shift between an initial electrically variable transmission range (EVT range) and an EVT target range. Gear shifting includes entering a three speed freedom mode that controls the speed of a second torque machine to synchronize the speed of an on-coming clutch associated with the target EVT range and simultaneously controlling the speeds of a first torque machine and an engine to achieve a preferred speed of the output member of the transmission. The gear shift further includes controlling torque output from the first torque machine in response to an output torque request and activating the on-coming clutch after synchronizing the speed of the on-coming clutch. Following the gear shift, the powertrain system is operated in the EVT target area.

Description

TECHNISCHES GEBIETTECHNICAL AREA

Diese Offenbarung betrifft Steuerungseinrichtungen für dynamische Systeme, die Multi-Mode-Antriebsstrangsystemen, die mehrere Drehmoment erzeugende Einrichtungen anwenden, zugeordnet sind.This disclosure relates to dynamic system controllers associated with multi-mode powertrain systems employing multiple torque-generative devices.

HINTERGRUNDBACKGROUND

Die Aussagen in diesem Abschnitt bieten lediglich Hintergrundinformationen in Bezug auf die vorliegende Offenbarung. Folglich sollen solche Aussagen keine Anerkenntnis von Stand der Technik bilden.The statements in this section are only background information related to the present disclosure. Consequently, such statements should not constitute acknowledgment of the state of the art.

Antriebsstrangsysteme können ausgelegt sein, um Drehmoment, das von mehreren Drehmomentaktoren ausgeht, durch eine Drehmomentübertragungseinrichtung auf ein Ausgangselement, das mit einem Endantrieb gekoppelt sein kann, zu übertragen. Derartige Antriebsstrangsysteme umfassen Hybridantriebsstrangsysteme und Elektrofahrzeugsysteme mit verlängerter Reichweite. Steuerungssysteme zum Betreiben derartiger Antriebsstrangsysteme betreiben die Drehmomentaktoren und wenden Drehmomentübertragungs-Bauteile in dem Getriebe an, um Drehmoment in Ansprechen auf vom Bediener befohlene Ausgangsdrehmomentanforderungen zu übertragen, wobei Kraftstoffwirtschaftlichkeit, Emissionen, Fahrbarkeit und andere Faktoren berücksichtigt werden. Beispielhafte Drehmomentaktoren umfassen Brennkraftmaschinen und nicht auf Verbrennung beruhende Drehmomentmaschinen. Die nicht auf Verbrennung beruhenden Drehmomentmaschinen können Elektromaschinen umfassen, die als Motoren oder Generatoren arbeiten, um einen Drehmomenteingang in das Getriebe unabhängig von einem Drehmomenteingang von der Brennkraftmaschine zu erzeugen. Die Drehmomentmaschinen können in einem als Rekuperationsbetrieb bezeichneten Vorgang kinetische Energie des Fahrzeugs, die durch den Fahrzeugendantrieb übertragen wird, in elektrische Energie umwandeln, die in einer Speichereinrichtung für elektrische Energie speicherbar ist. Ein Steuerungssystem überwacht verschiedene Eingänge von dem Fahrzeug und dem Bediener und sorgt für eine funktionale Steuerung des Hybridantriebsstrangs, die das Steuern des Getriebebetriebsbereichs und des Gangschaltens, das Steuern der Drehmomentaktoren und das Regeln des elektrischen Leistungsaustauschs zwischen der Speichereinrichtung für elektrische Energie und den Drehmomentaktoren, um Ausgänge des Getriebes, die Drehmoment und Drehzahl umfassen, zu verwalten, umfasst.Powertrain systems may be configured to transmit torque output from a plurality of torque actuators through a torque transfer device to an output member that may be coupled to a driveline. Such powertrain systems include hybrid powertrain systems and extended range electric vehicle systems. Control systems for operating such powertrain systems operate the torque actuators and apply torque-transmitting components in the transmission to transmit torque in response to operator-commanded output torque requests, taking into account fuel economy, emissions, driveability, and other factors. Exemplary torque actuators include internal combustion engines and non-combustion torque machines. The non-combustion torque machines may include electric machines that operate as motors or generators to generate torque input to the transmission independently of a torque input from the engine. The torque machines, in a process referred to as recuperation operation, may convert kinetic energy of the vehicle transmitted by the vehicle driveline into electrical energy that is storable in an electrical energy storage device. A control system monitors various inputs from the vehicle and the operator and provides for functional control of the hybrid powertrain, control of transmission operating range and gearshift, control of the torque actuators, and control of electrical power exchange between the electrical energy storage device and the torque actuators Includes outputs of the transmission, which include torque and speed to manage.

Bekannte elektrisch verstellbare Multi-Mode-Getriebe (EVTs) können ausgestaltet sein, um in einem oder mehreren Festgangbereichen, einem oder mehreren Elektrofahrzeugbereichen (EV-Bereichen) und einem oder mehreren elektrisch verstellbaren Getriebebereichen (EVT-Bereichen) zu arbeiten. Bekannte Schaltungen zwischen einem ersten und zweiten EVT-Bereich treten an einem synchronen Drehzahlpunkt auf. Bekannte Schaltungen werden unter Verwendung von einem der EVT-Bereiche ausgeführt, um die Drehzahl der Kraftmaschine auf ein gewünschtes Getriebeübersetzungsverhältnis zu verlangsamen und somit ein Schalten zu bewirken, das eine synchrone Aktivierung einer herankommenden Kupplung umfasst. Getriebeausgangdrehmoment kann ebenso gut während dieses Typs von Schalten gesteuert werden, aber die Schaltzeit kann lang sein und Änderungen der Drehzahl der Kraftmaschine erfordern, die für einen Fahrzeugbediener wahrnehmbar sein können. Darüber hinaus kann es erwünscht sein, zwischen zwei EVT-Modi zu schalten, während eine konstante Drehzahl der Kraftmaschine aufrechterhalten wird, um ein Fahrzeuggefühl zu vermitteln, das von einem Bediener als geschmeidig wahrgenommen wird. Zum Beispiel während eines Übergangs von einem EV-Fahrmodus in einen Modus mit einem Betrieb mit eingeschalteter Kraftmaschine bei mäßig hohen Fahrzeuggeschwindigkeiten erfolgt der Start der Kraftmaschine in einem ersten, niedrigeren EVT-Bereich, z. B. einem Bereich mit Eingangsleistungsverzweigung, wobei das Getriebe sofort in einen zweiten höheren EVT-Bereich übergeht, der einen Bereich mit kombinierter Leistungsverzweigung aufweist, um einen effizienteren Betrieb bei höherer Fahrzeuggeschwindigkeit zu bewirken. Das erforderliche maximale Drehmoment von einer ersten Drehmomentmaschine kann an einem synchronen Punkt für einen Übergang von einem Bereich mit Eingangsleistungsverzweigung in einen Bereich mit kombinierter Leistungsverzweigung definiert sein, da die erste Drehmomentmaschine in der Anordnung mit kombinierter Leistungsverzweigung Drehmoment von der Kraftmaschine und Drehmoment von einer zweiten Drehmomentmaschine entgegenwirken muss.Known electrically variable multi-mode transmissions (EVTs) may be configured to operate in one or more hard landing areas, one or more electric vehicle (EV) areas, and one or more electrically variable transmission (EVT) areas. Known circuits between a first and second EVT area occur at a synchronous speed point. Known circuits are implemented using one of the EVT regions to slow down the engine speed to a desired transmission gear ratio and thus to effect a shift that includes synchronous activation of an on-coming clutch. Transmission output torque may as well be controlled during this type of shift, but the shift time may be long and require changes in engine speed that may be noticeable to a vehicle operator. In addition, it may be desirable to switch between two EVT modes while maintaining a constant speed of the engine to impart a vehicle feel perceived as supple by an operator. For example, during a transition from an EV travel mode to an engine-on mode operation at moderately high vehicle speeds, the engine is started in a first, lower EVT range, e.g. A range with input power split, where the transmission immediately transitions to a second higher EVT range having a combined power split region to effect more efficient operation at higher vehicle speed. The required maximum torque from a first torque machine may be defined at a synchronous point for transition from an input-split region to a combined-split region because the first torque machine in the combined-power-split arrangement has torque from the engine and torque from a second torque machine must counteract.

ZUSAMMENFASSUNGSUMMARY

Ein Antriebsstrangsystem umfasst ein Multi-Mode-Getriebe, das ausgestaltet ist, um Drehmoment unter einer Kraftmaschine, einer ersten und zweiten Drehmomentmaschine und einem Ausgangselement in einem von einer Mehrzahl von Getriebebereichen zu übertragen. Ein Verfahren zum Betreiben des Antriebsstrangsystems umfasst das Ausführen eines Getriebeschaltens zwischen einem elektrisch verstellbaren Anfangs-Getriebebereich (EVT-Bereich) und einem EVT-Ziel-Bereich. Das Getriebeschalten umfasst das Übergehen in einen Betrieb mit drei Drehzahlfreiheitsgraden, das das Steuern der Drehzahl der zweiten Drehmomentmaschine, um die Drehzahl einer herankommenden Kupplung, die dem EVT-Ziel-Bereich zugeordnet ist, zu synchronisieren, und das gleichzeitige Steuern der Drehzahlen der ersten Drehmomentmaschine und der Kraftmaschine umfasst, um eine bevorzugte Drehzahl des Ausgangselements des Getriebes zu erreichen. Das Getriebeschalten umfasst ferner das Steuern des Drehmomentausgangs von der ersten Drehmomentmaschine in Ansprechen auf eine Ausgangsdrehmomentanforderung, und das Aktivieren der herankommenden Kupplung nach Synchronisieren der Drehzahl der herankommenden Kupplung. Im Anschluss an das Getriebeschalten wird das Antriebsstrangsystem in dem EVT-Ziel-Bereich betrieben.A powertrain system includes a multi-mode transmission configured to transmit torque among an engine, first and second torque machines, and an output member in one of a plurality of transmission ranges. A method of operating the powertrain system includes performing a gear shift between an electrically-variable Initial transmission range (EVT range) and an EVT target range. Transmission shifting includes transitioning to three speed degrees of freedom operation, which is controlling the speed of the second torque machine to synchronize the speed of an oncoming clutch associated with the EVT target range, and simultaneously controlling the speeds of the first torque machine and the engine includes to achieve a preferred speed of the output element of the transmission. The transmission shifting further comprises controlling the torque output from the first torque machine in response to an output torque request, and activating the on-coming clutch after synchronizing the speed of the on-coming clutch. Following transmission shifting, the powertrain system operates in the EVT target area.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Es werden nun eine oder mehrere Ausführungsformen beispielhaft anhand der begleitenden Zeichnungen beschrieben, in denen:One or more embodiments will now be described, by way of example, with reference to the accompanying drawings, in which:

1 ein Multi-Mode-Antriebsstrangsystem, das eine Brennkraftmaschine, ein Getriebe und einen Endantrieb umfasst, gemäß der Offenbarung veranschaulicht; 1 a multi-mode powertrain system including an internal combustion engine, a transmission, and a driveline, according to the disclosure;

2 ein Steuerungsschema zum Bewirken einer Änderung eines Ziel-Getriebebereichs, das das Anwenden eines Getriebebetriebsbereichs umfasst, der drei Freiheitsgrade aufweist, gemäß der Offenbarung veranschaulicht; und 2 a control scheme for effecting a change of a target transmission range, comprising applying a transmission operating range having three degrees of freedom, according to the disclosure; and

3 Betriebsparameter, die dem Antriebsstrangsystem von 1 zugeordnet sind, wobei das Steuerungsschema von 2 ausgeführt wird, gemäß der Offenbarung veranschaulicht. 3 Operating parameters associated with the powertrain system of 1 associated with the control scheme of 2 is executed, illustrated in accordance with the disclosure.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNGDETAILED DESCRIPTION

Nun unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, wobei das Gezeigte allein zum Zweck der Veranschaulichung bestimmter beispielhafter Ausführungsformen und nicht zum Zweck selbige einzuschränken, vorgesehen ist, stellt 1 ein Multi-Mode-Antriebsstrangsystem dar, das eine Brennkraftmaschine (Kraftmaschine) 12, ein Multi-Mode-Getriebe (Getriebe) 10, ein elektrisches Hochspannungssystem, einen Endantrieb 90 und einen Controller 5 umfasst. Das Getriebe 10 ist mechanisch mit Drehmomentaktoren, die die Kraftmaschine 12 und eine erste und zweite Drehmomentmaschine 60 bzw. 62 umfassen, gekoppelt und ist ausgelegt, um Drehmoment zwischen der Kraftmaschine 12, der ersten und zweiten Drehmomentmaschine 60, 62 und dem Endantrieb 90 zu übertragen. Wie veranschaulicht ist, sind die erste und zweite Drehmomentmaschine 60, 62 Elektromotoren/-Generatoren. Der Endantrieb 90 kann ein Differenzialsystem, das eine Fahrzeugkonfiguration mit Hinterradantrieb ermöglicht, oder ein Transaxle-System umfassen, das eine Fahrzeugkonfiguration mit Vorderradantrieb ermöglicht.Referring now to the drawings wherein the foregoing is intended solely for the purpose of illustrating certain example embodiments and not for the purpose of limiting the same 1 a multi-mode powertrain system including an internal combustion engine (engine) 12 , a multi-mode gearbox (gearbox) 10 , a high-voltage electrical system, a driveline 90 and a controller 5 includes. The gear 10 is mechanical with torque actuators that the engine 12 and first and second torque machines 60 respectively. 62 include, coupled and is designed to torque between the engine 12 , the first and second torque machines 60 . 62 and the final drive 90 transferred to. As illustrated, the first and second torque machines are 60 . 62 Electric motors / generators. The final drive 90 For example, a differential system that enables a rear-wheel drive vehicle configuration or a transaxle system that provides a front-wheel drive vehicle configuration may be included.

Die Kraftmaschine 12 kann jede geeignete Brennkrafteinrichtung sein und umfasst eine Mehrzylinder-Brennkraftmaschine, die selektiv in verschiedenen Zuständen betreibbar ist, um Drehmoment über ein Eingangselement 14 auf das Getriebe 10 zu übertragen, und kann eine Kraftmaschine mit Fremdzündung oder mit Kompressionszündung sein. Die Kraftmaschine 12 umfasst eine Kurbelwelle, die mit dem Eingangselement 14 des Getriebes 10 gekoppelt ist. Leistung, die von der Kraftmaschine 12 abgegeben wird, d. h. Drehzahl der Kraftmaschine und Drehmoment der Kraftmaschine, kann sich aufgrund der Platzierung der Drehmoment verbrauchenden Komponenten an dem Eingangselement 14 zwischen der Kraftmaschine 12 und dem Getriebe 10, z. B. eine Drehmomentmanagementeinrichtung oder eine mechanisch angetriebene Hydraulikpumpe, von der Eingangsdrehzahl und dem Eingangsdrehmoment in das Getriebe 10 unterscheiden. Die Kraftmaschine 12 ist ausgestaltet, um während des fortwährenden Betriebs des Antriebsstrangs in Ansprechen auf Betriebsbedingungen Autostopp- und Autostart-Betriebsabläufe auszuführen. Der Controller 5 ist ausgestaltet, um Aktoren der Kraftmaschine 12 zu steuern und somit Verbrennungsparameter, die den Einlassluftmengendurchsatz, die Zündfunkenzündzeiten, die eingespritzte Kraftstoffmenge, die Kraftstoffeinspritzzeiten, die AGR-Ventilstellung zur Steuerung des Durchflusses von rückgeführten Abgasen und Einlass- und/oder Auslassventilzeiten und -phasenlagen an so ausgestatteten Kraftmaschinen einschließen. Somit kann die Drehzahl der Kraftmaschine gesteuert werden, indem Verbrennungsparameter, die Luftdurchsatz-Drehmoment und zündfunkeninduziertes Drehmoment umfassen, gesteuert werden. Die Drehzahl der Kraftmaschine kann auch gesteuert werden, indem durch Steuern von Motordrehmomenten der ersten und zweiten Drehmomentmaschine 60, 62 Reaktionsdrehmoment an dem Eingangselement 14 gesteuert wird.The engine 12 may be any suitable combustor and includes a multi-cylinder internal combustion engine that is selectively operable in various states to apply torque via an input member 14 on the gearbox 10 and may be a spark-ignition or compression-ignition engine. The engine 12 includes a crankshaft connected to the input member 14 of the transmission 10 is coupled. Power coming from the engine 12 that is, speed of the engine and torque of the engine may be due to the placement of torque consuming components on the input member 14 between the engine 12 and the transmission 10 , z. B. a torque management device or a mechanically driven hydraulic pump, from the input speed and the input torque in the transmission 10 differ. The engine 12 is configured to perform auto-stop and auto-start operations in response to operating conditions while the powertrain is in continuous operation. The controller 5 is designed to be actuators of the engine 12 and thus combustion parameters including intake air flow rate, spark timing, injected fuel amount, fuel injection timing, EGR valve position for controlling the flow of recirculated exhaust gases, and intake and / or exhaust valve timing and phasing on engine equipped engines. Thus, the speed of the engine may be controlled by controlling combustion parameters including air flow torque and spark induced torque. The speed of the engine may also be controlled by controlling engine torques of the first and second torque machines 60 . 62 Reaction torque at the input element 14 is controlled.

Das veranschaulichte Getriebe 10 ist ein elektromechanisches Two-Mode-Getriebe mit kombinierter Leistungsverzweigung, das zwei Planetenradsätze 20 und 30 und drei einrückbare Drehmomentübertragungseinrichtungen, d. h. Kupplungen C1 52, C2 54 und C3 56, umfasst. Die zwei Betriebsmodi beziehen sich auf Betriebsmodi mit Leistungsverzweigung, die einen Betriebsmodus mit Eingangsleistungsverzweigung und einen Modus mit kombinierter Leistungsverzweigung umfassen, wie es hierin beschrieben wird. Es werden andere Ausführungsformen des Getriebes in Betracht gezogen, einschließlich jene, die drei oder mehr Betriebsmodi mit Leistungsverzweigung aufweisen. Das Getriebe 10 ist ausgestaltet, um Drehmoment zwischen der Kraftmaschine 12, der ersten und zweiten Drehmomentmaschine 60, 62 und einem Ausgangselement 92 in Ansprechen auf eine Ausgangsdrehmomentanforderung zu übertragen. Die erste und zweite Drehmomentmaschine 60, 62 sind in einer Ausführungsform Motoren/Generatoren, die elektrische Energie anwenden, um Strom zu erzeugen und Drehmoment entgegenzuwirken. Der Planetenradsatz 20 umfasst ein Sonnenradelement 22, ein Hohlradelement 26 und Planetenräder 24, die mit einem Trägerelement gekoppelt sind. Das Trägerelement lagert die Planetenräder 24 drehbar, die in kämmender Beziehung mit sowohl dem Sonnenradelement 22 als auch dem Hohlradelement 26 angeordnet sind, und ist mit einem drehbaren Wellenelement 16 gekoppelt. Der Planetenradsatz 30 umfasst ein Sonnenradelement 32, ein Hohlradelement 36 und Planetenräder 34, die mit einem Trägerelement gekoppelt sind. Die Planetenräder 34 sind in kämmender Beziehung mit sowohl dem Sonnenradelement 32 als auch dem Hohlradelement 36 angeordnet, und das Trägerelement ist mit dem drehbaren Wellenelement 16 gekoppelt. The illustrated gearbox 10 is an electro-mechanical two-mode transmission with combined power split, the two planetary gear sets 20 and 30 and three engageable torque transmitting devices, ie clutches C1 52 , C2 54 and C3 56 , includes. The two modes of operation relate to power split operating modes that include an input split split mode of operation and a combined split split mode as described herein. Other embodiments of the transmission are contemplated, including those having three or more power split modes of operation. The gear 10 is designed to torque between the engine 12 , the first and second torque machines 60 . 62 and an output element 92 in response to an output torque request. The first and second torque machines 60 . 62 In one embodiment, motors / generators use electrical energy to generate power and counteract torque. The planetary gear set 20 includes a sun gear element 22 , a ring gear member 26 and planet gears 24 which are coupled to a carrier element. The carrier element supports the planet gears 24 rotatable, in intermeshing relationship with both the sun gear member 22 as well as the ring gear member 26 are arranged, and is provided with a rotatable shaft member 16 coupled. The planetary gear set 30 includes a sun gear element 32 , a ring gear member 36 and planet gears 34 which are coupled to a carrier element. The planet wheels 34 are in meshing relationship with both the sun gear member 32 as well as the ring gear member 36 arranged, and the support member is connected to the rotatable shaft member 16 coupled.

So wie es hierin verwendet wird, beziehen sich Kupplungen auf Drehmomentübertragungseinrichtungen, die in Ansprechen auf ein Steuerungssignal selektiv angelegt werden können. Jede der Kupplungen kann irgendeine geeignete Drehmomentübertragungseinrichtung sein, die beispielsweise eine Einzel- oder Verbundplattenkupplung oder ein Einzel- oder Verbundplattenpaket, eine Einwegkupplung, eine Bandkupplung oder eine Bremse umfasst. In einer Ausführungsform kann eine oder können mehrere der Kupplungen Einwegkupplungseinrichtungen oder wählbare Einwegkupplungseinrichtungen umfassen. Ein Steuerungskreis ist ausgestaltet, um Kupplungszustände von jeder der Kupplungen, einschließlich das Aktivieren und Deaktivieren von jeder der Kupplungen, zu steuern. In einer Ausführungsform ist der Steuerungskreis ein Hydraulikkreis, der ausgestaltet ist, um Kupplungszustände von jeder der Kupplungen zu steuern, wobei Hydraulikdruckfluid durch eine Hydraulikpumpe zugeführt wird, die von dem Controller 5 funktional gesteuert werden kann. Kupplung C2 54 ist eine rotierende Kupplung. Kupplungen C1 52 und C3 56 sind Bremseneinrichtungen, die an einem Getriebekasten 55 festgelegt werden können.As used herein, clutches refer to torque transmitting devices that can be selectively applied in response to a control signal. Each of the clutches may be any suitable torque transmitting device, including, for example, a single or composite plate clutch or a single or composite plate package, a one-way clutch, a belt clutch or a brake. In one embodiment, one or more of the clutches may include one way clutches or selectable one way clutches. A control circuit is configured to control clutch states of each of the clutches, including activating and deactivating each of the clutches. In one embodiment, the control circuit is a hydraulic circuit configured to control clutch states of each of the clutches, wherein hydraulic pressure fluid is supplied by a hydraulic pump provided by the controller 5 can be functionally controlled. Clutch C2 54 is a rotating clutch. Clutches C1 52 and C3 56 are brake devices attached to a gearbox 55 can be determined.

Ein elektrisches Hochspannungssystem umfasst eine Speichereinrichtung für elektrische Energie, z. B. eine Hochspannungsbatterie (Batterie), die elektrisch mit einem Stromrichtermodul über einen elektrischen Hochspannungsbus gekoppelt ist, und ist mit geeigneten Einrichtungen zum Überwachen des elektrischen Leistungsflusses ausgestaltet, die Einrichtungen und Systeme zum Überwachen des elektrischen Stromes und der elektrischen Spannung umfassen. Die Batterie kann irgendeine geeignete Hochspannungs-Speichereinrichtung für elektrische Energie, z. B. eine Hochspannungsbatterie, sein und umfasst bevorzugt ein Überwachungssystem, das ein Maß der dem elektrischen Hochspannungsbus zugeführten elektrischen Leistung, die Spannung und elektrischen Strom umfasst, liefert.A high voltage electrical system includes an electrical energy storage device, e.g. A high voltage battery (battery) electrically coupled to a power converter module via a high voltage electrical bus, and is configured with suitable means for monitoring electrical power flow, including means and systems for monitoring the electrical current and voltage. The battery may be any suitable high voltage storage device for electrical energy, e.g. A high voltage battery, and preferably includes a monitoring system that provides a measure of the electrical power supplied to the high voltage electrical bus that includes voltage and electrical current.

Die erste und zweite Drehmomentmaschine 60, 62 sind in einer Ausführungsform Drei-Phasen-Motor/Generator-Maschinen, wobei jede einen Stator, einen Rotor und einen Drehzahlsensor, z. B. einen Resolver, umfasst. Der Motorstator für jede der Drehmomentmaschinen 60, 62 ist an einem äußeren Abschnitt des Getriebekastens 55 festgelegt und umfasst einen Statorkern mit sich von dort erstreckenden gewendelten elektrischen Wicklungen. Der Rotor für die erste Drehmomentmaschine 60 ist an einem Nabenplattenzahnrad abgestützt, das mechanisch an einem rotierenden Element angebracht ist, das mit dem Sonnenrad 22 des ersten Planetenradsatzes 20 gekoppelt ist. Der Rotor für die zweite Drehmomentmaschine 62 ist fest an einem rotierenden Element angebracht, das mit dem Sonnenrad 32 des zweiten Planetenradsatzes 30 gekoppelt ist.The first and second torque machines 60 . 62 In one embodiment, three-phase motor / generator machines, each having a stator, a rotor and a speed sensor, e.g. As a resolver includes. The motor stator for each of the torque machines 60 . 62 is at an outer portion of the gear box 55 and includes a stator core with coiled electrical windings extending therefrom. The rotor for the first torque machine 60 is supported on a Nabenplattenzahnrad which is mechanically attached to a rotating member which is connected to the sun gear 22 of the first planetary gear set 20 is coupled. The rotor for the second torque machine 62 is firmly attached to a rotating element that is connected to the sun gear 32 of the second planetary gear set 30 is coupled.

Das Ausgangselement 92 des Getriebes 10 ist drehbar mit dem Endantrieb 90 verbunden, um Ausgangsleistung an den Endantrieb 90 zu liefern, die in dieser Ausführungsform auf ein oder mehrere Fahrzeugräder über ein Differenzialgetriebe, eine Transaxle-Baugruppe oder eine andere geeignete Einrichtung übertragen wird. Die Ausgangsleistung an dem Ausgangselement 92 wird in Begriffen einer Ausgangsdrehzahl und eines Ausgangsdrehmoments charakterisiert.The starting element 92 of the transmission 10 is rotatable with the final drive 90 connected to output power to the driveline 90 to be transmitted in this embodiment to one or more vehicle wheels via a differential gear, a transaxle assembly or other suitable means. The output power at the output element 92 is characterized in terms of an output speed and an output torque.

Das Eingangsdrehmoment von der Kraftmaschine 12 und die Motordrehmomente von der ersten und zweiten Drehmomentmaschine 60, 62 werden als Ergebnis einer Energieumwandlung von Kraftstoff oder elektrischem Potenzial, das in der Batterie gespeichert ist, erzeugt. Die Batterie ist mit dem Stromrichtermodul über den elektrischen Hochspannungsbus gleichstromgekoppelt. Das Stromrichtermodul umfasst bevorzugt ein Paar Leistungs-Stromrichter und jeweilige Motorsteuerungsmodule, die ausgestaltet sind, um Drehmomentbefehle zu empfangen und Stromrichterzustände daraus zu steuern und somit eine Motorantriebs- oder Rekuperationsfunktionalität vorzusehen, um den Motordrehmomentbefehlen nachzukommen. Die Leistungs-Stromrichter umfassen komplementäre Drei-Phasen-Leistungselektronikeinrichtungen, und jeder umfasst eine Mehrzahl von Bipolar-Transistoren mit isoliertem Gate (IGBTs) zum Umwandeln von Gleichstromleistung von der Batterie in Wechselstromleistung zur Beaufschlagung einer jeweiligen von der ersten und zweiten Drehmomentmaschine 60 und 62 durch Umschalten mit hohen Frequenzen. Die IGBTs bilden ein Schaltnetzteil, das ausgestaltet ist, um Steuerungsbefehle zu empfangen. Jede Phase von jeder der Drei-Phasen-Elektromaschinen umfasst ein Paar IGBTs. Zustände der IGBTs werden gesteuert, um eine mechanische Motorantriebsleistungserzeugung oder Rekuperationsfunktionalität für elektrische Energie vorzusehen. Die Drei-Phasen-Stromrichter empfangen oder liefern elektrische Gleichstrom-Leistung über Gleichstrom-Übertragungsleiter und wandeln diese in oder aus Drei-Phasen-Wechselstrom-Leistung, die zu oder von der ersten und zweiten Drehmomentmaschine 60 und 62 zum Betrieb als Motoren oder Generatoren über Übertragungsleiter geleitet wird. Das Stromrichtermodul überträgt elektrische Leistung zu und von der ersten und zweiten Drehmomentmaschine 60 und 62 durch die Leistungs-Stromrichter und jeweiligen Motorsteuerungsmodule in Ansprechen auf die Motordrehmomentbefehle. Elektrischer Strom wird über den elektrischen Hochspannungsbus zu und von der Batterie übertragen, um die Hochspannungsbatterie zu laden und zu entladen.The input torque from the engine 12 and the engine torques from the first and second torque machines 60 . 62 are generated as a result of energy conversion of fuel or electric potential stored in the battery. The battery is DC coupled to the power converter module via the high voltage electrical bus. The power converter module preferably comprises a pair of power converters and respective motor control modules configured to receive and command torque converter commands, and thus provide motor drive or recuperation functionality to comply with engine torque commands. The power converters include complementary three-phase power electronics and each includes a plurality of insulated gate bipolar transistors (IGBTs) for converting DC power from the battery to AC power for energizing each of the first and second torque machines 60 and 62 by switching to high frequencies. The IGBTs form a switching power supply configured to receive control commands. Each phase of each of the three-phase electric machines includes a pair of IGBTs. States of the IGBTs are controlled to provide mechanical motor drive power generation or electrical energy recuperation functionality. The three-phase power converters receive or supply DC electrical power via DC transmission conductors and convert them into or out of three-phase AC power supplied to or from the first and second torque machines 60 and 62 for operation as motors or generators via transmission line is passed. The power converter module transmits electrical power to and from the first and second torque machines 60 and 62 by the power converters and respective motor control modules in response to the engine torque commands. Electric power is transmitted to and from the battery via the high voltage electric bus to charge and discharge the high voltage battery.

Der Controller 5 ist mit verschiedenen Aktoren und Sensoren in dem Antriebsstrangsystem über eine Kommunikationsverbindung 15 signaltechnisch und funktional verknüpft, um den Betrieb des Antriebsstrangsystems zu überwachen und zu steuern, was das Synthetisieren von Informationen und Eingängen und das Ausführen von Algorithmen, um Aktoren zu steuern und somit Steuerungsziele zu erreichen, die mit Kraftstoffwirtschaftlichkeit, Emissionen, Leistungsvermögen, Fahrbarkeit und Schutz von Bauteilen, die Zellen der Hochspannungsbatterie und die erste und zweite Drehmomentmaschine 60 und 62 umfassen, in Beziehung stehen, umfasst. Der Controller 5 ist ein Teilsatz einer gesamten Controller-Architektur des Fahrzeugs und stellt eine koordinierte Systemsteuerung des Antriebsstrangsystems zur Verfügung. Der Controller 5 kann ein verteiltes Steuerungsmodulsystem umfassen, das einzelne Steuerungsmodule enthält, die ein überwachendes Steuerungsmodul, ein Kraftmaschinen-Steuerungsmodul, ein Getriebesteuerungsmodul, ein Batteriepaket-Steuerungsmodul und das Stromrichtermodul umfassen. Eine Benutzerschnittstelle ist bevorzugt signaltechnisch mit einer Mehrzahl von Einrichtungen verbunden, durch die ein Fahrzeugbediener den Betrieb des Antriebsstrangsystems lenkt und befiehlt, was das Befehlen einer Ausgangsdrehmomentanforderung und das Wählen eines Getriebebereiches umfasst. Die Einrichtungen umfassen bevorzugt ein Gaspedal, ein Bedienerbremspedal, eine Getriebebereichswähleinrichtung (PRNDL) und ein Fahrtregelungssystem für die Fahrzeuggeschwindigkeit. Die Getriebebereichswähleinrichtung kann eine diskrete Zahl von von einem Bediener wählbaren Stellungen aufweisen, die das Angeben der Richtung der vom Bediener beabsichtigten Bewegung des Fahrzeugs und somit das Angeben der bevorzugten Drehrichtung des Ausgangselements 92 von entweder einer Vorwärts- oder einer Rückwärtsrichtung umfassen. Es ist festzustellen, dass das Fahrzeug sich aufgrund eines Zurückrollens, das durch die Lage des Fahrzeugs, z. B. an einem Berg, verursacht wird, noch in einer anderen Richtung als der angegebenen, vom Bediener beabsichtigten Bewegungsrichtung bewegen kann. Die vom Bediener wählbaren Stellungen der Getriebebereichswähleinrichtung können direkt einzelnen Getriebebereichen, die unter Bezugnahme auf Tabelle 1 beschrieben sind, entsprechen oder können Teilsätzen der Getriebebereiche, die unter Bezugnahme auf Tabelle 1 beschrieben sind, entsprechen. Die Benutzerschnittstelle kann eine einzige Einrichtung umfassen, wie es gezeigt ist, oder kann alternativ eine Mehrzahl von Benutzerschnittstelleneinrichtungen umfassen, die direkt mit einzelnen Steuerungsmodulen verbunden sind.The controller 5 is with various actuators and sensors in the powertrain system via a communication link 15 technically and functionally linked to monitor and control the operation of the powertrain system, synthesizing information and inputs, and executing algorithms to control actuators, and thus achieve control objectives related to fuel economy, emissions, performance, driveability and protection of components, the cells of the high voltage battery and the first and second torque machines 60 and 62 include, are related. The controller 5 is a subset of an overall controller architecture of the vehicle and provides a coordinated system control of the powertrain system. The controller 5 may include a distributed control module system including individual control modules including a supervisory control module, an engine control module, a transmission control module, a battery pack control module, and the power converter module. A user interface is preferably signaled to a plurality of devices by which a vehicle operator directs and commands the operation of the powertrain system, including commanding an output torque request and selecting a transmission range. The devices preferably include an accelerator pedal, an operator brake pedal, a transmission range selector (PRNDL), and a vehicle speed control system. The transmission range selection means may comprise a discrete number of operator-selectable positions indicating the direction of the operator's intended movement of the vehicle and thus indicating the preferred direction of rotation of the output member 92 of either a forward or a reverse direction. It should be noted that the vehicle is due to a roll back, which is due to the position of the vehicle, for. B. on a mountain, can still move in a different direction than the specified, intended by the operator movement direction. The operator-selectable positions of the transmission range selector may correspond directly to individual transmission ranges described with reference to Table 1 or may correspond to subsets of the transmission ranges described with reference to Table 1. The user interface may include a single device as shown, or alternatively may include a plurality of user interface devices directly connected to individual control modules.

Die vorstehend erwähnten Steuerungsmodule kommunizieren mit anderen Steuerungsmodulen, Sensoren und Aktoren über die Kommunikationsverbindung 15, die eine strukturierte Kommunikation zwischen den verschiedenen Steuerungsmodulen bewirkt. Das Kommunikationsprotokoll ist anwendungsspezifisch. Die Kommunikationsverbindung 15 und geeignete Protokolle sorgen für eine robuste Nachrichtenübermittlung und Schnittstellen für mehrere Steuerungsmodule zwischen den vorstehend erwähnten Steuerungsmodulen und anderen Steuerungsmodulen, die eine Funktionalität, die z. B. Antiblockierbremsen, Traktionssteuerung und Fahrzeugstabilität umfasst, bereitstellen. Es können mehrere Kommunikationsbusse verwendet werden, um die Kommunikationsgeschwindigkeit zu verbessern und einen gewissen Grad an Signalredundanz und -integrität bereitzustellen, die direkte Verbindungen und serielle Peripherieschnittstellenbusse (SPI-Busse) umfassen können. Eine Kommunikation zwischen einzelnen Steuerungsmodulen kann auch unter Verwendung einer drahtlosen Verbindung, z. B. eines drahtlosen Nahbereichs-Funkkommunikationsbusses, bewirkt werden. Einzelne Einrichtungen können auch direkt verbunden sein.The aforementioned control modules communicate with other control modules, sensors and actuators via the communication link 15 which effects structured communication between the various control modules. The communication protocol is application-specific. The communication connection 15 and suitable protocols provide for robust messaging and interfaces for multiple control modules between the aforementioned control modules and other control modules that provide functionality such as, e.g. B. anti-lock brakes, traction control and vehicle stability includes provide. Multiple communication buses may be used to improve communication speed and provide some degree of signal redundancy and integrity, which may include direct connections and serial peripheral interface (SPI) buses. Communication between individual control modules may also be performed using a wireless connection, e.g. A wireless short-range radio communication bus. Individual facilities can also be directly connected.

Steuerungsmodul, Modul, Steuerung, Controller, Steuerungseinheit, Prozessor und ähnliche Begriffe bedeuten irgendeines von oder verschiedene Kombinationen von einem oder mehreren eines anwendungsspezifischen integrierten Schaltkreises/anwendungsspezifischer integrierter Schaltkreise (ASIC), einem elektronischen Schaltkreis/elektronischen Schaltkreisen, einer zentralen Verarbeitungseinheit/zentralen Verarbeitungseinheiten (bevorzugt einem Mikroprozessor/Mikroprozessoren) und zugehöriger Speicher und Ablage (Nur-Lese-Speicher, programmierbarer Nur-Lese-Speicher, Direktzugriffsspeicher, Festplattenspeicher usw.) der/die ein oder mehrere Software- oder Firmware-Programme oder -routinen ausführt/ausführen, einen kombinatorischen logischen Schaltkreis/kombinatorische logische Schaltkreise, einen Eingabe-/Ausgabeschaltkreis und Eingabe-/Ausgabeeinrichtungen/Eingabe-/Ausgabeschaltkreise und Eingabe-/Ausgabeeinrichtungen, eine geeignete Signalaufbereitungs- und Pufferschaltung und andere Komponenten, um die beschriebene Funktionalität bereitzustellen. Software, Firmware, Programme, Anweisungen, Routinen, Code, Algorithmen und ähnliche Begriffe bedeuten jegliche Anweisungssätze, die Kalibrierungen und Nachschlagetabellen einschließen. Das Steuerungsmodul weist einen Satz von Steuerungsroutinen auf, die ausgeführt werden, um die gewünschten Funktionen bereitzustellen. Routinen werden ausgeführt, etwa von einer zentralen Verarbeitungseinheit, um Eingänge von Erfassungseinrichtungen und anderen vernetzten Steuerungsmodulen zu überwachen und Steuerungs- und Diagnoseroutinen auszuführen, um den Betrieb von Aktoren zu steuern. Routinen können in regelmäßigen Intervallen, die als Schleifenzyklen bezeichnet werden, zum Beispiel alle 3,125, 6,25, 12,5, 25 und 100 Millisekunden, während des fortwährenden des Betriebs der Kraftmaschine und des Fahrzeugs ausgeführt werden. Alternativ können Routinen in Ansprechen auf das Auftreten eines Ereignisses ausgeführt werden.Control module, module, controller, controller, controller, processor, and similar terms mean any of or various combinations of one or more of application specific integrated circuit / application specific integrated circuits (ASIC), an electronic circuit / electronic circuits, a central processing unit / central processing units (preferably a microprocessor / microprocessors) and associated memory and storage (read-only memory, programmable read only memory, Random access memory, hard disk memory, etc.) executing one or more software or firmware programs or routines, a combinational logic / combinational logic circuit, an input / output circuit and input / output devices / input / output circuits, and Input / output devices, a suitable signal conditioning and buffering circuit, and other components to provide the described functionality. Software, firmware, programs, instructions, routines, code, algorithms, and similar terms mean any instruction set including calibrations and look-up tables. The control module has a set of control routines that are executed to provide the desired functions. Routines are executed, such as by a central processing unit, to monitor inputs from detectors and other networked control modules and to perform control and diagnostic routines to control the operation of actuators. Routines may be executed at regular intervals, referred to as loop cycles, for example, every 3.125, 6.25, 12.5, 25, and 100 milliseconds during ongoing engine and vehicle operation. Alternatively, routines may be executed in response to the occurrence of an event.

Der Multi-Mode-Antriebsstrang ist ausgestaltet, um in einem von einer Mehrzahl von Antriebsstrangzuständen zu arbeiten, die eine Mehrzahl von Getriebebereichen und Kraftmaschinenzuständen umfassen, um Drehmoment zu erzeugen und auf den Endantrieb 90 zu übertragen. Die Kraftmaschinenzustände umfassen einen EIN-Zustand, einen AUS-Zustand und einen Kraftstoffabschaltungszustand (FCO-Zustand). Wenn die Kraftmaschine in dem Aus-Zustand arbeitet, wird sie nicht mit Kraftstoff beaufschlagt, zündet nicht und läuft nicht um. Wenn die Kraftmaschine in dem Ein-Zustand arbeitet, wird sie mit Kraftstoff beaufschlagt, zündet und läuft um. Wenn die Kraftmaschine in dem FCO-Zustand arbeitet, läuft sie um, wird aber nicht mit Kraftstoff beaufschlagt und zündet nicht. Der EIN-Zustand der Kraftmaschine kann ferner einen Alle-Zylinder-Zustand (ALLE) umfassen, wobei alle Zylinder mit Kraftstoff beaufschlagt werden und zünden, und einen Zylinderdeaktivierungszustand (DEAC), wobei ein Teil der Zylinder mit Kraftstoff beaufschlagt wird und zündet und die restlichen Zylinder nicht mit Kraftstoff beaufschlagt werden und nicht zünden. Die Getriebebereiche umfassen eine Mehrzahl von Bereichen von Neutral (Neutral), Festgang (Gang#), Elektrofahrzeug (EV#) und elektrisch verstellbarer Modus (EVT-Modus#), die erreicht werden, indem Kupplungen C1 52, C2 54 und C3 56 selektiv aktiviert werden. Der Neutral-Bereich wird auch als ein Elektro-Drehmomentwandlerbereich (ETC-Bereich) bezeichnet, während dem elektrische Leistung zu oder von der Batterie in Relation zu dem Ausgangsdrehmoment, der Drehzahl der Kraftmaschine, der Ausgangsdrehzahl und der Drehzahl von einer der Drehmomentmaschinen fließen kann. Es können andere Antriebsstrangzustände, z. B. Übergangsbereiche, angewandt werden. Tabelle 1 zeigt eine Mehrzahl von Antriebsstrangzuständen, die Getriebebereiche und Kraftmaschinenzustände zum Betreiben des Multi-Mode-Antriebsstrangs umfassen. Tabelle 1 Bereich Kraftmaschinenzustand C1 C2 C3 Neutral 1/ETC EIN(ALLE/DEAC/FCO)/AUS EVT-Modus 1 EIN(ALLE/DEAC/FCO) X EVT-Modus 2 EIN(ALLE/DEAC/FCO) X Festgang 1 EIN(ALLE/DEAC/FCO) X X 2 Motor EV AUS X X Motor A EV AUS X Motor B EV AUS X The multi-mode powertrain is configured to operate in one of a plurality of powertrain states including a plurality of transmission ranges and engine states to generate torque and to the driveline 90 transferred to. The engine conditions include an ON state, an OFF state, and a fuel cut state (FCO state). When the engine is in the off state, it is not fueled, does not fire, and does not reverse. When the engine is in the on state, it is fueled, ignited, and revs. When the engine is operating in the FCO state, it overflows, but is not fueled and does not fire. The ON state of the engine may further include an all-cylinder state (ALL) wherein all cylinders are fueled and fired, and a cylinder deactivation state (DEAC) wherein a portion of the cylinders is fueled and ignited, and the remainder Cylinders should not be fueled and ignite. The transmission ranges include a plurality of ranges of neutral (neutral), gear (# #), electric vehicle (EV #), and electrically variable mode (EVT mode #) achieved by clutches C1 52 , C2 54 and C3 56 be selectively activated. The neutral range is also referred to as an electric torque converter (ETC) range during which electrical power to or from the battery may flow relative to the output torque, engine speed, output speed, and speed from one of the torque machines. There may be other powertrain conditions, eg. B. transition areas, are applied. Table 1 shows a plurality of powertrain conditions including transmission ranges and engine states for operating the multi-mode powertrain. Table 1 Area Engine state C1 C2 C3 Neutral 1 / ETC ON (ALL / DEAC / FCO) / OFF EVT mode 1 ON (ALL / DEAC / FCO) X EVT mode 2 ON (ALL / DEAC / FCO) X Festival 1 ON (ALL / DEAC / FCO) X X 2 engine EV OUT X X Motor A EV OUT X Engine B EV OUT X

Die Antriebsstrangkonfiguration lässt zwei Betriebsmodi mit Leistungsverzweigung zu, wenn die Kraftmaschine eingeschaltet ist, die einen Modus mit Eingangsleistungsverzweigung, z. B. EVT1, und einen Modus mit kombinierter Leistungsverzweigung, z. B. EVT2, umfassen. Die Konfigurationen lassen zu, dass die zweite Drehmomentmaschine 62 von dem Getriebeausgangselement 92 getrennt werden kann, ohne den Fluss von Leistung von der Kraftmaschine 12 und der ersten Drehmomentmaschine 60 zu unterbrechen. Diese Konfiguration erlaubt die Verwendung einer Schaltstrategie, wodurch Getriebebereichswechsel bewerkstelligt werden können, indem die zweite Drehmomentmaschine 62 getrennt wird und ihre Drehzahl unabhängig von der Kraftmaschine 12 und dem Ausgangselement 92 gesteuert wird, um Bauteile einer herankommenden Kupplung zu synchronisieren. Wenn in dem Bereich Festgang 1 gearbeitet wird, hat das Antriebsstrangsystem einen einzigen Freiheitsgrad (1-dF) im Hinblick auf die Drehzahl. Somit gibt es einen einzigen unabhängigen Drehzahlknoten, und alle anderen Drehzahlknoten sind davon linear abhängig. Zum Beispiel sind alle Drehzahlknoten, die die Eingangsdrehzahl (Ni) umfassen, proportional zu der Ausgangsdrehzahl (No). Beispielhafte beherrschende Gleichungen umfassen die folgenden:

Figure DE102013224120A1_0002
wobei

Ta
einen Drehmomentausgang der ersten Drehmomentmaschine 60 darstellt,
Tb
den Drehmomentausgang der zweiten Drehmomentmaschine 62 darstellt,
Ti
das Eingangsdrehmoment an Element 14, d. h. von der Kraftmaschine 12, darstellt,
To
das Ausgangsdrehmoment an Element 92 darstellt,
Na
die Drehzahl der ersten Drehmomentmaschine 60 darstellt,
Nb
die Drehzahl der zweiten Drehmomentmaschine 62 darstellt,
Ni
die Eingangsdrehzahl an Element 14 darstellt,
No
die Ausgangsdrehzahl an Element 92 darstellt, und
A1, A2, A3, B1, B2 und B3
anwendungsspezifische skalare Werte sind, die auf der Basis der Zahnradbeziehungen ermittelt werden.
The powertrain configuration allows two power split modes of operation when the engine is on, having an input-split mode, e.g. EVT1, and a combined power split mode, e.g. B. EVT2 include. The configurations allow for that second torque machine 62 from the transmission output member 92 can be disconnected without the flow of power from the engine 12 and the first torque machine 60 to interrupt. This configuration allows the use of a shift strategy whereby transmission range changes can be accomplished by the second torque machine 62 is separated and their speed regardless of the combustion engine 12 and the output element 92 is controlled to synchronize components of an approaching clutch. When working in the Fixed 1 area, the powertrain system has a single degree of freedom (1-dF) in terms of speed. Thus, there is a single independent speed node, and all other speed nodes are linearly dependent thereon. For example, all speed nodes that include the input speed (Ni) are proportional to the output speed (No). Exemplary dominant equations include the following:
Figure DE102013224120A1_0002
in which
Ta
a torque output of the first torque machine 60 represents,
Tb
the torque output of the second torque machine 62 represents,
Ti
the input torque to element 14 ie from the engine 12 ,
to
the output torque on element 92 represents,
N / A
the speed of the first torque machine 60 represents,
Nb
the speed of the second torque machine 62 represents,
Ni
the input speed at element 14 represents,
No
the output speed at element 92 represents, and
A1, A2, A3, B1, B2 and B3
are application-specific scalar values, which are determined on the basis of the gear relationships.

Wenn in einem der EV- oder EVT-Bereiche gearbeitet wird, weist das Antriebsstrangsystem zwei Freiheitsgrade (2-dF) im Hinblick auf die Drehzahl auf, wodurch zwei unabhängige Drehzahlknoten zugelassen werden. Zum Beispiel können alle Drehzahlknoten außer die Eingangs- und Ausgangsdrehzahlen als eine Linearkombination der Eingangs- und Ausgangsdrehzahlen berechnet werden. Beispielhafte beherrschende Gleichungen umfassen die folgenden:

Figure DE102013224120A1_0003
wobei

A11, A12, A21, A22, B11, B12, B21 und B22
anwendungsspezifische skalare Werte sind, die auf der Basis der Zahnradbeziehungen ermittelt werden.
When operating in any of the EV or EVT ranges, the powertrain system has two degrees of freedom (2-dF) in terms of speed, allowing for two independent speed nodes. For example, all speed nodes other than the input and output speeds may be calculated as a linear combination of the input and output speeds. Exemplary dominant equations include the following:
Figure DE102013224120A1_0003
in which
A11, A12, A21, A22, B11, B12, B21 and B22
are application-specific scalar values, which are determined on the basis of the gear relationships.

Wenn in dem ETC-Bereich gearbeitet wird, weist das Antriebsstrangsystem drei Freiheitsgrade (3-dF) mit Hinblick auf die Drehzahl auf, die die Eingangsdrehzahl, die Ausgangsdrehzahl und eine weitere Drehzahl umfassen. In diesem Bereich kann es nicht die Flexibilität geben, Motordrehmomente derart zu wählen, dass die Batterieleistung für jedes gegebene Drehmoment der Kraftmaschine null beträgt. Wenn keine Kupplungen angelegt sind, befindet sich das Getriebe in dem ETC-Bereich. In diesem Getriebebereich ist die zweite Drehmomentmaschine 62 von dem Getriebe entkoppelt, so dass ihre Drehzahl unabhängig gesteuert werden kann. Der Drehmomentausgang Ta der ersten Drehmomentmaschine 60 ist proportional zu dem Ausgangsdrehmoment To, und ihre Drehzahl ist eine Linearkombination der Eingangs- und Ausgangsdrehzahlen. Beispielhafte beherrschende Gleichungen umfassen die folgenden:

Figure DE102013224120A1_0004
wobei

A1, A2, A3, B1, B2 und B3
anwendungsspezifische skalare Werte sind, die auf der Basis der Zahnradbeziehungen ermittelt werden.
When operating in the ETC area, the powertrain system has three degrees of freedom (3-dF) in terms of speed including the input speed, the output speed, and another speed. In this area, there can not be the flexibility to choose engine torques such that the battery power is zero for any given engine torque. If no clutches are applied, the transmission is in the ETC area. In this transmission range is the second torque machine 62 decoupled from the transmission, so that their speed can be controlled independently. The torque output Ta of the first torque machine 60 is proportional to the output torque To and its speed is a linear combination of the input and output speeds. Exemplary dominant equations include the following:
Figure DE102013224120A1_0004
in which
A1, A2, A3, B1, B2 and B3
are application-specific scalar values, which are determined on the basis of the gear relationships.

Es wird ein Steuerungsschema angewandt, um einen Wechsel in einen abschließenden Getriebebereich und Antriebsstrangzustände zu bewirken, das ein Betreiben des Antriebsstrangsystems in dem ETC-Bereich umfasst, um Nutzen aus den drei Freiheitsgraden mit Hinblick auf die Drehzahl zu ziehen. Das Anwenden des ETC-Bereichs während eines Schaltens erlaubt einen Übergang zwischen zweien der EVT-Bereiche, während eine konstante Drehzahl der Kraftmaschine aufrechterhalten wird, um ein Fahrzeuggefühl zu vermitteln, das von dem Fahrzeugbediener als geschmeidig wahrgenommen wird.A control scheme is employed to effect a transition to a final transmission range and powertrain conditions that includes operating the powertrain system in the ETC range to take advantage of the three degrees of freedom with respect to speed. Applying the ETC range during a shift allows transition between two of the EVT ranges while maintaining a constant speed of the engine to convey a vehicle feel perceived as supple by the vehicle operator.

2 veranschaulicht ein Steuerungsschema 100 zum Bewirken eines Wechsels von einem Anfangs-Getriebebereich in einen Ziel-Getriebebereich, das das Anwenden eines Getriebebetriebsbereichs umfasst, der drei Freiheitsgrade aufweist, was hierin als ein 3-dF-Schalten bezeichnet wird. In dem unter Bezugnahme auf 1 beschriebenen Antriebsstrangsystem umfasst der Getriebebetriebsbereich, der drei Freiheitsgrade aufweist, den ETC-Bereich. Das Steuerungsschema 100 kann in einem der vorstehend erwähnten Controller 5 periodisch ausgeführt werden, um den Betrieb einer Ausführungsform des unter Bezugnahme auf 1 beschriebenen Antriebsstrangsystems zu steuern. Tabelle 2 ist als ein Schlüssel zu 2 angegeben, wobei die mit Zahlen gekennzeichneten Blöcke und die entsprechenden Funktionen wie folgt ausgeführt sind. Tabelle 2 BLOCK BLOCKINHALTE 102 Befehle Betrieb in Ziel-Getriebebereich 104 Löse weggehende (OG) Kupplung(en) 106 Betreibe Getriebe in 3-dF-Betriebsmodus 108 Steuere Drehzahl von einem der Drehmomentaktoren, um herankommende (OC) Kupplung zu synchronisieren 109 Aktiviere OC Kupplung bei Synchronisation 110 Steuere Drehzahlen der verbleibenden Drehmomentaktoren, um eine bevorzugte Ausgangsdrehzahl aufrechtzuerhalten, und Steuere Drehmomentausgang von zumindest einem der verbleibenden Drehmomentaktoren, um Ausgangsdrehmoment in Ansprechen auf die Ausgangsdrehmomentanforderung zu erzeugen 112 Betreibe das Getriebe in dem Ziel-Getriebebereich in Ansprechen auf die Ausgangsdrehmomentanforderung 2 illustrates a control scheme 100 for effecting a change from an initial transmission range to a target transmission range, which comprises applying a transmission operating range having three degrees of freedom, referred to herein as a 3-dF shift. In the referring to 1 described powertrain system, the transmission operating range, which has three degrees of freedom, the ETC area. The control scheme 100 can in any of the aforementioned controllers 5 be carried out periodically to the operation of an embodiment of the with reference to 1 to control described powertrain system. Table 2 is considered a key too 2 where the numbered blocks and the corresponding functions are as follows. Table 2 BLOCK BLOCK CONTENT 102 Commands operation in target transmission range 104 Solve Outgoing (OG) Coupling (s) 106 Operate gear in 3-dF operating mode 108 Control speed of one of the torque actuators to synchronize oncoming (OC) clutch 109 Activate OC clutch during synchronization 110 Controlling speeds of the remaining torque actuators to maintain a preferred output speed; and controlling torque outputs of at least one of the remaining torque actuators to produce output torque in response to the output torque request 112 Operate the transmission in the target transmission range in response to the output torque request

Das 3-dF-Schalten, das durch das Steuerungsschema 100 erreicht wird, arbeitet wie folgt. Anfänglich arbeitet das Antriebsstrangsystem bevorzugt bei in einem der EVT-Modi, z. B. einem von EVT1 und EVT2 für das unter Bezugnahme auf 1 und 2 und Tabelle 1 beschriebene Antriebsstrangsystem, befindlichem Getriebe. Das Antriebsstrangsystem kann dazu übergegangen sein, unmittelbar vor dem Ausführen des Steuerungsschemas 100 bei in einem der EVT-Modi befindlichem Getriebe zu arbeiten, das das Arbeiten in einem der EV-Modi und das Ausführen eines Autostartbetriebs der Kraftmaschine unmittelbar vor dem Ausführen des Steuerungsschemas 100 umfasst. In Ansprechen auf einen Befehl, in einem Ziel-Getriebebereich (102) zu arbeiten, werden weggehend(e) Kupplung(en), die einem gegenwärtigen Betriebsbereich zugeordnet sind, gelöst oder sonstwie deaktiviert (104), was einen Betrieb des Getriebes in einem Betriebsmodus, der drei Drehzahlfreiheitsgrade (3-dF) aufweist, gestattet (106). Das Betreiben des Antriebsstrangsystems bei in einem Betriebsmodus, der 3-dF aufweist, befindlichem Getriebe umfasst das Betreiben des Getriebes in dem in Tabelle 1 beschriebenen ETC-Bereich, wodurch eine unabhängige gleichzeitige Drehzahlsteuerung der Drehmomentaktoren des Antriebsstrangsystems, d. h. der Kraftmaschine 12 und der ersten und zweiten Drehmomentmaschine 60, 62 gestattet wird. Dies umfasst das Steuern des Ausgangs von einem der Drehmomentaktoren, z. B. der zweiten Drehmomentmaschine 62, um Drehzahlen von Bauteilen einer herankommenden (OC) Kupplung, die dem Ziel-Getriebebereich zugeordnet ist, zu synchronisieren (108). Die herankommende Kupplung kann aktiviert werden, wenn ihre Bauteile synchronisiert sind (109). Gleichzeitig werden Drehzahlen der verbleibenden Drehmomentaktoren, z. B. der Kraftmaschine 12 und der ersten Drehmomentmaschine 60, gesteuert, um eine bevorzugte Ausgangsdrehzahl aufrechtzuerhalten, und ein Drehmomentausgang von zumindest einem der verbleibenden Drehmomentaktoren, z. B. der ersten Drehmomentmaschine, wird gesteuert, um ein Ausgangsdrehmoment zu erzeugen, das auf die Ausgangsdrehmomentanforderung anspricht (110). Wenn die herankommende Kupplung aktiviert ist, kann der Betrieb des Antriebsstrangsystems in dem Ziel-Getriebebereich in Ansprechen auf die Ausgangsdrehmomentanforderung gesteuert werden (112). Das Antriebsstrangsystem kann dann dazu übergehen, unmittelbar nach dem Ausführen des 3-dF-Schaltens bei in einem der EV-Modi befindlichem Getriebe zu arbeiten, das durch das Steuerungsschema 100 erreicht wird, das das Ausführen eines Autostartbetriebs der Kraftmaschine umfasst.The 3-df switching, by the control scheme 100 is achieved works as follows. Initially, the powertrain system preferably operates in one of the EVT modes, e.g. One of EVT1 and EVT2 for reference to 1 and 2 and Table 1 described powertrain system, located transmission. The powertrain system may have transitioned to just prior to running the control scheme 100 operating in one of the EVT modes, operating in one of the EV modes, and performing an autostart operation of the engine immediately prior to executing the control scheme 100 includes. In response to a command, in a target transmission range ( 102 ), disconnect (s) the clutch (s) associated with a current operating range, or otherwise disable ( 104 ) permitting operation of the transmission in an operating mode having three speed degrees of freedom (3-dF) ( 106 ). Operating the powertrain system in transmission in an operating mode having 3-dF involves operating the transmission in the ETC range described in Table 1, thereby providing independent simultaneous speed control of the torque actuators of the powertrain system, ie, the engine 12 and the first and second torque machines 60 . 62 is allowed. This includes controlling the output of one of the torque actuators, e.g. B. the second torque machine 62 to synchronize speeds of components of an oncoming (OC) clutch associated with the target transmission range ( 108 ). The oncoming clutch can be activated when its components are synchronized ( 109 ). At the same time speeds of the remaining torque actuators, z. B. the engine 12 and the first torque machine 60 controlled to maintain a preferred output speed, and a torque output from at least one of the remaining torque actuators, e.g. The first torque machine is controlled to produce an output torque that is responsive to the output torque request ( 110 ). When the on-coming clutch is activated, the operation of the powertrain system in the target transmission range may be controlled in response to the output torque request ( 112 ). The powertrain system may then proceed to operate immediately after performing 3-df shifting on transmissions located in one of the EV modes, through the control scheme 100 achieving performing an auto-start operation of the engine.

Das 3-dF-Schalten, das durch das Steuerungsschema 100 erreicht wird, kann ein Schalten von EVT1 in EVT2 bewirken, ohne die Drehzahl der Kraftmaschine zu ändern, z. B. ohne ein Hochdrehen der Kraftmaschine während eines Autostartbetriebs. Dies umfasst das Autostarten der Kraftmaschine, wenn das Fahrzeug bei mittlerer Drehzahl, z. B. 80 km/h (50 mph), arbeitet. Der Anfangs-Getriebebereich ist EV1, wobei Kupplung C1 aktiviert ist und die Kraftmaschine bei einer Drehzahl von null arbeitet. Die Kraftmaschine wird gestartet und derart gesteuert, dass sie mit 1400 U/min arbeitet. Die erste Drehmomentmaschine arbeitet mit positiver Drehzahl. Das Vortriebsdrehmoment wird derart überführt, dass es von der Kraftmaschine und der ersten Drehmomentmaschine geliefert wird, wobei der Drehmomentausgang von der zweiten Drehmomentmaschine bei null liegt. In diesem Getriebebereich ist das maximale Ausgangsdrehmoment ähnlich der Fähigkeit in EVT2. Kupplung C1 wird deaktiviert und die Drehzahl der zweiten Drehmomentmaschine wird verringert, um die Drehzahl der Kupplung C2 zu synchronisieren, zu welchem Zeitpunkt die Kupplung C2 eingerückt werden kann. Das Drehmomentmanagement kann derart eingestellt werden, dass es ausschließlich von der ersten Drehmomentmaschine mit einer kombinierten Drehmomentverzweigung geliefert wird, wobei der Drehmomentausgang durch sowohl die erste als auch die zweite Drehmomentmaschine geliefert wird. Sobald sie gestartet ist, kann die Kraftmaschine fortfahren, während des gesamten Schaltens bei 1400 U/min zu arbeiten, um ein Hochdrehen der Kraftmaschine zu vermeiden, das während eines synchronen Übergangs auftreten kann.The 3-df switching, by the control scheme 100 can achieve switching of EVT1 in EVT2 without changing the speed of the engine, e.g. B. without a spin up of the engine during an auto-start operation. This includes auto-starting the engine when the vehicle is running at medium speed, e.g. B. 80 km / h (50 mph) works. The initial transmission range is EV1 with clutch C1 activated and the engine operating at zero speed. The engine is started and controlled to operate at 1400 rpm. The first torque machine operates at a positive speed. The propulsion torque is transferred to be provided by the engine and the first torque machine with the torque output from the second torque machine being zero. In this transmission range, the maximum output torque is similar to the ability in EVT2. Clutch C1 is deactivated and the speed of the second torque machine is reduced to synchronize the speed of clutch C2, at which time clutch C2 can be engaged. The torque management may be adjusted to be provided exclusively by the first torque machine having a combined torque split, wherein the torque output is provided by both the first and second torque machines. Once started, the engine may continue to operate at 1400 RPM throughout the shift to avoid overspeeding of the engine that may occur during a synchronous transition.

Das 3-dF-Schalten, das durch das Steuerungsschema 100 erreicht wird, kann ausgeführt werden, um ein Hochschalten von EVT1 in EVT2 zu bewirken, wobei die zweite Drehmomentmaschine an einem Punkt mit einem Drehmoment von null arbeitet. Der Anfangs-Getriebebereich ist EVT1, wobei Kupplung C1 aktiviert ist. Das Fahrzeug beschleunigt in EVT1, wobei die Kraftmaschine bei Leistungsspitze arbeitet (in einem Beispiel bei einem Arbeitspunkt von 5500 U/min und 150 Newtonmeter), die erste Drehmomentmaschine elektrische Leistung erzeugt und die zweite Drehmomentmaschine elektrische Leistung verbraucht. Bei niedrigen Drehzahlen ist die Drehzahl der ersten Drehmomentmaschine negativ. Wenn das Fahrzeug beschleunigt, wobei die Drehzahl der Kraftmaschine auf einer konstanten Drehzahl gehalten wird, nimmt die Drehzahl der ersten Drehmomentmaschine auf null ab. Das Fahrzeug fährt fort zu beschleunigen, bis die erste Drehmomentmaschine die gesamte verfügbare Batterieleistung verbraucht und der Drehmomentausgang der zweiten Drehmomentmaschine null beträgt. An diesem Punkt wird Kupplung C1 deaktiviert und die Drehzahl der zweiten Drehmomentmaschine wird verringert, um die Drehzahl von Kupplung C2 zu synchronisieren, zu welchem Zeitpunkt Kupplung C2 eingerückt werden kann. Das Drehmomentmanagement kann derart eingestellt werden, dass es ausschließlich von der ersten Drehmomentmaschine mit einer kombinierten Drehmomentverzweigung geliefert wird, wobei der Drehmomentausgang durch sowohl die erste als auch die zweite Drehmomentmaschine geliefert wird.The 3-df switching, by the control scheme 100 can be performed to effect an upshift of EVT1 in EVT2, the second torque machine operating at a zero torque point. The initial transmission range is EVT1 with clutch C1 activated. The vehicle accelerates in EVT1 with the engine operating at peak power (in one example at 5500 RPM and 150 Newton meters operating speed), the first torque machine generating electrical power, and the second torque machine consuming electrical power. At low speeds, the speed of the first torque machine is negative. When the vehicle accelerates, the Speed of the engine is kept at a constant speed, the speed of the first torque machine decreases to zero. The vehicle continues to accelerate until the first torque machine consumes all available battery power and the torque output of the second torque machine is zero. At this point clutch C1 is deactivated and the speed of the second torque machine is reduced to synchronize the speed of clutch C2, at which time clutch C2 can be engaged. The torque management may be adjusted to be provided exclusively by the first torque machine having a combined torque split, wherein the torque output is provided by both the first and second torque machines.

Das 3-dF-Schalten, das durch das Steuerungsschema 100 erreicht wird, kann die Zeit, um ein Schalten auszuführen, im Vergleich mit einem Schaltausführungsschema, das mit zwei Freiheitsgraden arbeitet, um ein Schalten auszuführen, reduzieren. Es gibt auch eine Verringerung der Unterbrechung des Ausgangsdrehmoments während eines 3-dF-Schaltens. Das 3-dF-Schalten, das durch das Steuerungsschema 100 erreicht wird, beseitigt eine Notwendigkeit für Energie dissipierende Kupplungen, wobei die Verwendung anderer Kupplungstechnologien zugelassen wird. Ein derartiger Vorgang gestattet auch Übergänge zwischen den EVT-Bereichen, während eine konstante Drehzahl der Kraftmaschine aufrechterhalten wird. Die Ausführung des 3-dF-Schaltens gestattet, dass Ein-Aus-Übergänge der Kraftmaschine bei höheren Fahrzeuggeschwindigkeiten auftreten können, wobei die Kraftstoffwirtschaftlichkeit und die EV-Fahrfähigkeit erhöht werden. Die Ausführung des 3-dF-Schaltens gestattet eine Erhöhung der Spitzendrehzahl der zweiten Drehmomentmaschine, was eine Reduktion der maximalen Drehmomentanforderungen für die erste Drehmomentmaschine aufwiegen kann, wodurch eine Verringerung der physikalischen Größe und Kosten der ersten Drehmomentmaschine gestattet wird. Ein derartiger Vorgang schließt eine Notwendigkeit aus, einen Übergang von einem Bereich mit Eingangsleistungsverzweigung in einen Bereich mit kombinierter Leistungsverzweigung bei einem synchronen Arbeitspunkt auszuführen, wodurch eine Notwendigkeit ausgeschlossen wird, ein Getriebeschalten bei einem synchronen Arbeitspunkt auszuführen. Ein derartiger Vorgang bedeutet auch, dass die Schaltausführung des 3-dF-Schaltens für den Bediener weniger wahrnehmbar ist. Das 3-dF-Schalten, das durch das Steuerungsschema 100 erreicht wird, kann als Teil eines Gesamtschemas zum Ausführen eines Schaltens von einem ersten EVT-Bereich in einen zweiten EVT-Bereich und unmittelbar im Anschluss an das Übergehen in einen EV-Bereich ausgeführt werden. Das 3-dF-Schalten, das durch das Steuerungsschema 100 erreicht wird, kann als Teil eines Gesamtschemas zum Ausführen eines Schaltens von einem EV-Bereich in einen ersten EVT-Bereich und unmittelbar im Anschluss an das Übergehen in einen zweiten EVT-Bereich ausgeführt werden.The 3-df switching, by the control scheme 100 is reached, the time to perform switching can be reduced as compared with a shift execution scheme that operates with two degrees of freedom to perform a shift. There is also a reduction in the interruption of output torque during 3-dF switching. The 3-df switching, by the control scheme 100 eliminates a need for energy dissipating couplings, allowing the use of other coupling technologies. Such an operation also allows transitions between the EVT areas while maintaining a constant speed of the engine. The implementation of 3-dF shifting allows engine on-off transitions to occur at higher vehicle speeds, thereby increasing fuel economy and EV driveability. The implementation of the 3-dF shift allows the peak torque of the second torque machine to increase, which may offset a reduction in the maximum torque requirements for the first torque machine, thereby allowing for a reduction in the physical size and cost of the first torque machine. Such a procedure precludes a need to make a transition from an input-split region to a combined-split region at a synchronous operating point, thereby eliminating a need to perform a gearshift at a synchronous operating point. Such a process also means that the switching execution of the 3-dF switching is less perceptible to the operator. The 3-df switching, by the control scheme 100 can be performed as part of an overall scheme for performing switching from a first EVT area to a second EVT area and immediately following transition to an EV area. The 3-df switching, by the control scheme 100 may be performed as part of an overall scheme for performing switching from an EV region to a first EVT region and immediately following transition to a second EVT region.

3 zeigt graphisch Betriebsparameter, die einer Ausführungsform des Antriebsstrangsystems zugeordnet sind, das unter Bezugnahme auf 1 beschrieben wurde und das Ausführen eines 3-dF-Schaltens umfasst. Eine Ausführungsform des 3-dF-Schaltens wird unter Bezugnahme auf das Steuerungsschema 100 von 2 beschrieben. Betriebsdaten umfassen Daten, die dem Ausführen des 3-dF-Schaltens zugeordnet sind, um ein Hochschalten von EVT1 in EVT2 zu bewirken, im Vergleich mit Daten, die dem Ausführen eines synchronen Schaltens von EVT1 in EVT2 zugeordnet sind. Der obere Abschnitt von 3 zeigt die Vorrichtungsdrehzahl (U/min) auf der vertikalen Achse 304 in Relation zu der Fahrzeuggeschwindigkeit (km/h) auf der horizontalen Achse 302, und ein zeitlich entsprechender unterer Abschnitt zeigt Drehmomentausgang (Nm) auf der vertikalen Achse 306 in Relation zu der Fahrzeuggeschwindigkeit (km/h) auf der horizontalen Achse 302. 3 FIG. 4 graphically illustrates operating parameters associated with an embodiment of the powertrain system described with reference to FIG 1 has been described and involves performing a 3-df switching. An embodiment of the 3-dF switching will be described with reference to the control scheme 100 from 2 described. Operating data includes data associated with performing 3-dF switching to effect an up-shift of EVT1 in EVT2, as compared to data associated with performing synchronous switching of EVT1 in EVT2. The upper section of 3 shows the device speed (RPM) on the vertical axis 304 in relation to the vehicle speed (km / h) on the horizontal axis 302 , and a temporally corresponding lower portion shows torque output (Nm) on the vertical axis 306 in relation to the vehicle speed (km / h) on the horizontal axis 302 ,

Es ist eine Mehrzahl von Drehzahlen und Drehmomenten, die der Ausführung eines synchronen Schaltens zugeordnet sind, gezeigt, die die Drehzahl der Kraftmaschine 312, die Drehzahl der ersten Drehmomentmaschine 314, die Drehzahl der zweiten Drehmomentmaschine 316, die Drehzahl des Ausgangselements 318, das Drehmoment der Kraftmaschine 332, das Drehmoment der ersten Drehmomentmaschine 334 und das Drehmoment der zweiten Drehmomentmaschine 336 umfassen. Das synchrone Schalten von EVT-Modus 1 in EVT-Modus 2 ist derart gezeigt, dass es zu Zeitpunkt 303 ausgeführt wird, wenn die Drehzahl der ersten Drehmomentmaschine 314 null ist, wodurch eine gleichzeitige Deaktivierung von Kupplung C1 und Aktivierung von Kupplung C2 zugelassen wird. In Ansprechen auf die Ausführung des synchronen Schaltens nimmt die Drehzahl der zweiten Drehmomentmaschine 316 ab, aber es gibt eine wesentliche Erhöhung des Drehmoments der ersten Drehmomentmaschine 334, das erforderlich ist, um das Schalten zu bewirken, während die Drehzahl des Ausgangselements 318 auf einem konstanten Niveau gehalten wird. Wie gezeigt ist, erhöht das Drehmoment der ersten Drehmomentmaschine 334 den Drehmomentausgang von 70 Nm auf über 100 Nm, um diese Änderung zu bewirken. Somit muss die erste Drehmomentmaschine derart konstruiert sein, dass sie in der Lage ist, diesen Drehmomentausgang in einem System zu erreichen, das nur synchrone Schaltungen anwendet, wohingegen keine derartige Anforderung für ein Antriebsstrangsystem existiert, das ein Multi-Mode-Getriebe anwendet, welches eine Ausführungsform eines Steuerungsschemas 100 zum Bewirken einer Änderung von einem Anfangs-Getriebebereich in einen Ziel-Getriebebereich umfasst, das ausgestaltet ist, um 3-DF-Schaltungen auszuführen.There is a plurality of speeds and torques associated with the execution of a synchronous shift, which is the speed of the engine 312 , the speed of the first torque machine 314 , the speed of the second torque machine 316 , the speed of the output element 318 , the torque of the engine 332 , the torque of the first torque machine 334 and the torque of the second torque machine 336 include. The synchronous switching of EVT mode 1 in EVT mode 2 is shown as being at time 303 is executed when the rotational speed of the first torque machine 314 is zero, thereby allowing simultaneous deactivation of clutch C1 and activation of clutch C2. In response to the execution of the synchronous shifting, the rotational speed of the second torque machine decreases 316 but there is a substantial increase in the torque of the first torque machine 334 which is required to effect the shifting while the speed of the output member 318 is kept at a constant level. As shown, the torque of the first torque machine increases 334 torque output from 70 Nm to over 100 Nm to effect this change. Thus, the first torque machine must be designed to be able to achieve this torque output in a system employing only synchronous circuits, whereas there is no such requirement for a powertrain system employing a multi-mode transmission which employs a Embodiment of a control scheme 100 for effecting a change from an initial transmission range to a target transmission range configured to perform 3-DF circuits.

Es ist eine Mehrzahl von Drehzahlen und Drehmomenten, die der Ausführung eines 3-dF-Schaltens zugeordnet sind, gezeigt, die die Drehzahl der Kraftmaschine 322, die Drehzahl der ersten Drehmomentmaschine 324, die Drehzahl der zweiten Drehmomentmaschine 326, die Drehzahl des Ausgangselements 328, das Drehmoment der Kraftmaschine 342, das Drehmoment der ersten Drehmomentmaschine 344 und das Drehmoment der zweiten Drehmomentmaschine 346 umfassen. Das 3-dF-Schalten ist derart gezeigt, dass es zu Zeitpunkt 305 beginnt, wenn Kupplung C1 deaktiviert wird, und zu Zeitpunkt 307 endet, wenn Kupplung C2 aktiviert wird. Zu Zeitpunkt 305 ist die Drehzahl der zweiten Drehmomentmaschine 326 in der Lage, wesentlich abzunehmen, ohne das Drehmoment der ersten Drehmomentmaschine 344 oder das Drehmoment der zweiten Drehmomentmaschine 346 zu beeinträchtigen, um die Drehzahl des Ausgangselements 328 auf einem konstanten Niveau aufrechtzuerhalten und somit Endantriebsstörungen, die der Schaltausführung zugeordnet sind, zu minimieren. Somit kann eine Ausführungsform eines Antriebsstrangsystems, das ein Multi-Mut-Getriebe anwendet, das ausgestaltet ist, um 3-dF-Schaltungen auszuführen, derart konstruiert sein, dass es im Vergleich mit einer Ausführungsform des Antriebsstrangsystems, das synchrone Schaltungen ausführt, eine erste Drehmomentmaschine 60 mit einer reduzierten maximalen Drehmomentkapazität und eine zweite Drehmomentmaschine 62 mit einer erhöhten maximalen Drehzahl aufweist.There is a plurality of speeds and torques associated with the execution of a 3-dF shift, which is the speed of the engine 322 , the speed of the first torque machine 324 , the speed of the second torque machine 326 , the speed of the output element 328 , the torque of the engine 342 , the torque of the first torque machine 344 and the torque of the second torque machine 346 include. The 3-dF switching is shown as being at time 305 begins when clutch C1 is deactivated and at time 307 ends when clutch C2 is activated. At the time 305 is the speed of the second torque machine 326 able to substantially decrease without the torque of the first torque machine 344 or the torque of the second torque machine 346 affect the speed of the output element 328 to maintain at a constant level and thus to minimize driveline disturbances associated with the shift execution. Thus, an embodiment of a powertrain system that employs a multi-courage gear configured to perform 3-dF circuits may be constructed to be a first torque machine as compared with an embodiment of the powertrain system that performs synchronous shifting 60 with a reduced maximum torque capacity and a second torque machine 62 having an increased maximum speed.

Die Offenbarung hat bestimmte bevorzugte Ausführungsformen und Abwandlungen daran beschrieben. Weitere Abwandlungen und Abänderungen können Dritten beim Lesen und Verstehen der Beschreibung deutlich werden. Daher ist beabsichtigt, dass die Offenbarung nicht auf die besondere(n) Ausführungsform(en), die als die beste Art und Weise, die zum Ausführen dieser Offenbarung in Betracht gezogen wird/werden, offenbart ist/sind, begrenzt ist, sondern dass die Offenbarung alle Ausführungsformen umfassen wird, die in den Umfang der beigefügten Ansprüche fallen.The disclosure has described certain preferred embodiments and modifications thereto. Other modifications and alterations may become apparent to third parties when reading and understanding the description. Therefore, it is intended that the disclosure not be limited to the particular embodiment (s) disclosed as the best mode contemplated for carrying out this disclosure, but that the Disclosure will include all embodiments falling within the scope of the appended claims.

Claims (10)

Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangsystems, das ein Multi-Mode-Getriebe umfasst, das ausgestaltet ist, um Drehmoment unter einer Kraftmaschine, einer ersten und zweiten Drehmomentmaschine und einem Ausgangselement in einem von einer Mehrzahl von Getriebebereichen zu übertragen, wobei das Verfahren umfasst: Ausführen eines Getriebeschaltens zwischen einem elektrisch verstellbaren Anfangs-Getriebebereich (EVT-Bereich) und einem EVT-Ziel-Bereich, umfassend: Überführen, um mit drei Drehzahlfreiheitsgraden zu arbeiten, das das Steuern der Drehzahl der zweiten Drehmomentmaschine, um die Drehzahl einer herankommenden Kupplung, die dem mit EVT-Ziel-Bereich zugeordnet ist, zu synchronisieren, und das gleichzeitige Steuern von Drehzahlen der ersten Drehmomentmaschine und der Kraftmaschine umfasst, um eine bevorzugte Drehzahl des Ausgangselements des Getriebes zu erreichen, Steuern des Drehmomentausgangs von der ersten Drehmomentmaschine in Ansprechen auf eine Ausgangsdrehmomentanforderung, und Aktivieren der herankommenden Kupplung nach Synchronisieren der Drehzahl der herankommenden Kupplung; und dann Betreiben des Antriebsstrangsystems in dem EVT-Ziel-Bereich.A method of operating a powertrain system including a multi-mode transmission configured to transmit torque among an engine, first and second torque machines, and an output member in one of a plurality of transmission ranges, the method comprising: Performing a gearshift between an electrically variable initial transmission range (EVT range) and an EVT target range, comprising: Transferring to operate with three speed degrees of freedom controlling the speed of the second torque machine to synchronize the speed of an oncoming clutch associated with the target EVT range and simultaneously controlling speeds of the first torque machine and the first speed range Engine comprises, in order to achieve a preferred speed of the output element of the transmission, Controlling the torque output from the first torque machine in response to an output torque request, and Activating the oncoming clutch after synchronizing the speed of the oncoming clutch; and then Operating the powertrain system in the EVT target area. Verfahren nach Anspruch 1, das ferner das Überführen des Antriebsstrangsystems, um in einem Elektrofahrzeugbereich (EV-Bereich) zu arbeiten, in Ansprechen auf die Ausgangsdrehmomentanforderung im Anschluss an das Betreiben des Antriebsstrangsystems in dem EVT-Ziel-Bereich umfasst.The method of claim 1, further comprising transferring the powertrain system to operate in an EV range in response to the output torque request following operation of the powertrain system in the EVT target range. Verfahren nach Anspruch 2, wobei das Überführen des Antriebsstrangsystems, um in dem EV-Bereich zu arbeiten, das Ausführen eines Auto-Stopp-Manövers der Kraftmaschine umfasst.The method of claim 2, wherein transferring the powertrain system to operate in the EV range comprises performing an auto-stop maneuver of the engine. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Überführen, um mit drei Drehzahlfreiheitsgraden zu arbeiten, das Deaktivieren einer weggehenden Kupplung in dem Multi-Mode-Getriebe umfasst.The method of claim 1, wherein transitioning to operate with three speed degrees of freedom comprises deactivating an outgoing clutch in the multi-mode transmission. Verfahren nach Anspruch 1, das ferner das Betreiben des Antriebsstrangsystems in einem Elektrofahrzeugbereich (EV-Bereich) unmittelbar vor dem Ausführen des Getriebeschaltens zwischen dem EVT-Anfangs-Bereich und dem EVT-Ziel-Bereich umfasst.The method of claim 1, further comprising operating the powertrain system in an electric vehicle area (EV area) immediately prior to performing the gear shift between the EVT start area and the EVT destination area. Verfahren zum Steuern eines Multi-Mode-Getriebes in Ansprechen auf einen Befehl, ein Schalten zwischen einem ersten elektrisch verstellbaren Getriebebereich (EVT-Bereich) und einem zweiten EVT-Bereich auszuführen, umfassend: Überführen des Multi-Mode-Getriebes, um mit drei Drehzahlfreiheitsgraden zu arbeiten; Steuern des Drehmomentausgangs von einer ersten Drehmomentmaschine, die mit dem Getriebe gekoppelt ist, in Ansprechen auf eine Ausgangsdrehmomentanforderung; Steuern der Drehzahl der zweiten Drehmomentmaschine, um die Drehzahl einer herankommenden Kupplung, die dem zweiten EVT-Bereich zugeordnet ist, zu synchronisieren, und gleichzeitiges Steuern der Drehzahl der ersten Drehmomentmaschine und Steuern der Drehzahl einer Kraftmaschine, die mit dem Getriebe gekoppelt sind, um eine bevorzugte Drehzahl eines Ausgangselements des Getriebes zu erreichen; Aktivieren der herankommenden Kupplung nach Synchronisieren der Drehzahl der herankommenden Kupplung; und dann Betreiben des Getriebes in dem zweiten EVT-Bereich in Ansprechen auf die Ausgangsdrehmomentanforderung. A method of controlling a multi-mode transmission in response to a command to perform switching between a first electrically variable transmission range (EVT range) and a second EVT range, comprising: transitioning the multi-mode transmission to three speed degrees of freedom to work; Controlling torque output from a first torque machine coupled to the transmission in response to an output torque request; Controlling the speed of the second torque machine to synchronize the speed of an oncoming clutch associated with the second EVT range, and simultaneously controlling the speed of the first torque machine and controlling the speed of an engine coupled to the transmission by one to achieve preferred speed of an output element of the transmission; Activating the oncoming clutch after synchronizing the speed of the oncoming clutch; and then operating the transmission in the second EVT range in response to the output torque request. Verfahren nach Anspruch 6, das ferner das Überführen des Multi-Mode-Getriebes, um in einem Elektrofahrzeugbereich (EV-Bereich) zu arbeiten, in Ansprechen auf die Ausgangsdrehmomentanforderung im Anschluss an das Betreiben des Antriebsstrangsystems in dem zweiten EVT-Bereich umfasst.The method of claim 6, further comprising transitioning the multi-mode transmission to operate in an electric vehicle range (EV range) in response to the output torque request following operation of the powertrain system in the second EVT range. Verfahren nach Anspruch 7, wobei das Überführen des Multi-Mode-Getriebes, um in dem EV-Bereich zu arbeiten, das Ausführen eines Auto-Stopp-Manövers der Kraftmaschine umfasst.The method of claim 7, wherein transitioning the multi-mode transmission to operate in the EV range comprises performing an auto-stop maneuver of the engine. Verfahren nach Anspruch 6, wobei das Überführen des Multi-Mode-Getriebes, um mit drei Drehzahlfreiheitsgraden zu arbeiten, das Deaktivieren einer Kupplung in dem Multi-Mode-Getriebe umfasst.The method of claim 6, wherein transitioning the multi-mode transmission to operate at three speed degrees of freedom comprises deactivating a clutch in the multi-mode transmission. Verfahren nach Anspruch 6, das ferner das Betreiben des Multi-Mode-Getriebes in einem Elektrofahrzeugbereich (EV-Bereich) unmittelbar vor dem Ausführen des Getriebeschaltens zwischen dem ersten EVT-Bereich und dem zweiten EVT-Bereich umfasst.The method of claim 6, further comprising operating the multi-mode transmission in an electric vehicle area (EV area) immediately prior to performing gear shifting between the first EVT area and the second EVT area.
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